DE2807301A1

DE2807301A1 - Einrichtung zur leistungsregelung bei einem rotationskolben-verdichter

Info

Publication number: DE2807301A1
Application number: DE19782807301
Authority: DE
Inventors: Max Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: GB2014661A; IT1110235B; IT7920228A0; US4222715A; FR2417658A1; GB2014661B; JPS54122412A; SE7900819L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Leistungsregelung bei einem Rotationskolben-Verdichter nach derr: Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Einrichtung zur Leistungsregelung bei einem Rotationkolben-Verdichter bekannt (DE-OS 25 j59 276), welche im Seitenteil des Gehäuses angeordnet ist und aus mehreren axial verlaufenden Kanälen besteht, die in einem Ringraum münden, der mit dem Einlaßkanal oder mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Kanäle werden von einer Bohrung durchdrungen, in der ein beweglicher Absperrschieber angeordnet ist, der parallel zur Seitenwand verläuft. Je nach Stellung des Absperrschiebers werden zur Anpassung der Fördermenge ein oder mehrere Kanäle freigegeben, so daß das zu verdichtende Medium vom Verdichtungsraum über den Ringraum zum Einlaßkanal oder ins Freie gelangen kann. Bei geschlossenem Absperrschieber tritt bei dieser Ausführung jedoch der Nachteil ein, daß die von der Seitenwand ausgehenden Kanäle zwischen der Arbeitskammer und dem Absperrschieber Aussparungen bilden, die ein unerwünschtes überblasen in die benachbarte Arbeitskammer begünstigen und in denen ein Restvolumen verbleibt, das zu einem Verlust der Liefermenge und somit zu einer Wirkungsgradverschlechterung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung zur Leistungsregelung zu schaffen, die einen Betrieb des Verdichters mit hohem. Liefergrad in allen Bereichen ermöglicht, dabei aber einfach und kompakt aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in mindestens einem Seitenteil in Drehrichtung des Kolbens nach dem Einlaßkanal mindestens eine durch einen zurückziehbaren, in seiner Schließstellung mit der Seitenwand bündigen Stopfen verschließbare Aussparung angeordnet ist, die bei zurückgezogenem Stopfen beim Überschleifen durch die Kolbenumfangskanten bzw. dire Axial-

dichtungen eine im Verdichtungstakt befindliche Arbeitskammer über einen im Iiolben vorgesehenen Hohlraum mit dem Einlaßkanal in Verbindung bringt.

Bei der vorgeschlagenen Lösung bildet der in der Schließstellung bündig abschließende Stopfen einen Teil der Seitenwand, so daß die Aussparung weder ein Überblasen in die benachbarte Arbeitskammer ermöglicht, noch ein den Liefergrad und den Wirkungsgrad beeinträchtigendes Restvolumen bildet. Wenn der Stopfen zurückgezogen ist, kann das angesaugte Medium dagegen noch vor seiner Verdichtung direkt über die dadurch freigegebene Aussparung und den Kolbenhohlraum annähernd drucklos in den Bereich des Einlaßkanales zurückströmen, so daß der Verdichtungsbeginn wesentlich später einsetzen kann. Der verzögerte Verdichtungsbeginn führt zu einer geringeren Fördermenge und somit zu einer entsprechend verringerten Antriebsleistung. Außerdem sind, da das Zurückströmen des Mediums innerhalb der Arbeitskammer erfolgt, im Gegensatz zu der bekannten Ausführung, keine zusätzlichen, den Arbeitsraum umgehende Kanäle oder ein Ringraum erforderlich.

Die Einrichtung kann so ausgebildet sein, daß der Stopfen in einer zylindrischen Bohrung senkrecht zur Seitenwand angeordnet ist und einerseits von einer Druckfeder beaufschlagt in die zurückgezogene, die Aussparung freigebende Stellung und andererseits von einem unter Druck stehendem Medium beaufschlagt in die die Aussparung verschließende Stellung bringbar ist. Der Stopfen kann bei dieser Ausführung nur dann bündig mit der Seitenwand abschließen, wenn das verwendete Medium unter Druck auf den Stopfen wirkt. Als Medium kann eine Flüssigkeit oder Luft verwendet werden, welche über ein Regeiorgan der zylindrischen Bohrung zugeführt wird.

Bei einer Verwendung von Luft kann die zylindrische Bohrung mit der Druckseite des Verdichters verbindbar sein. Das bedeutet, daß der Stopfen bei Stillstand des Verdichters zurückgezogen ist und somit der Anlauf des Verdichters wesentlich erleichtert werden kann. Erst bei Betrieb des Verdichters kann der Stopfen

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durch die von der Druckseite des Verdichters entnommene Luft in die Schließstellung gebracht werden. Wird eine Flüssigkeit zur Beaufschlagung des Stopfens verwendet, so kann hierfür beispielsweise Schmieröl dienen, das von dem Schmierölkreisiauf des Verdichter^, abgezweigt werden kann. Dar den Stopfen beaufschlagende Medium kann selbstverständlich auch unabhängig vom Verdichter von einer Fremdquelle zugeführt werden.

Um eine Leistungsregelung über einen größeren Bereich zu ermöglichen, können mehrere Aussparungen in Drehrichtung des Kolbens hintereinander angeordnet sein. Dadurch kann innerhalb dieses Bereiches eine weitgehend stufenlose Regelung erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine scherriatische Darstellung eines 1 :2 Rotationskolben-Verdichters in Trochoidenbauart im Querschnitt,

Fig. 2 das Teilstück eines Längsschnittes durch eine Seitenwand mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Leistungsregelung gemäß Linie II-II in Fig. 1, und

Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 2 mit einer lageveränderten Einrichtung zur Leistungsregelung.

Der in Fig. 1 als Beispiel gezeigte Rotationskolben-Verdichter v/eist ein Gehäuse auf, das sich im wesentlichen aus einem Mantel 1 mit einbogiger innerer Mantelfläche 2 und zwei parallelen Seitenteilen 3 zusammensetzt. Das Gehäuse ist von einer Exzenterweile 4 durchsetzt, auf deren Exzenter 5 ein zweieckiger Kolben drehbar gelagert ist. Der Kolben 6 ist mit Dichtelementen versehen, die an den Innenflächen des Gehäuses entlanggleiten, wobei die Innenflächen von der Seitenwand 7 äer Seitenteile 3 ^unfi von der inneren Mantelfläche 2 geoildet werden. Die Dichtelementc des Kolbens 6 bestehen sowohl aus Dichtleisten 8, die r&dialbe-

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weglich in den Ecken der Kolben 6 angeordnet sind, als auch aus Dichtstreifen 9, die sieh entlang der ümfangskanten des Kolbens 6 zwischen den Dichtleisten 8 erstrecken und mit diesen durch Dichtbolzen 10 zur Bildung einer geschlossenen Dichtcrenze verbunden sind, v;obei die Dichtstreifen 9 und die Dichtbolzen IC axial beweglich in jeder Stirnwand des Kolbens 6 angeordnet und federnd gegen die Seitenwand 7 der Seitenteile 3 gedrückt werden. Bei Umlauf des Kolbens 6 in Pfeilrichtung D gleiten die Dichtelemente ständig an den Innenflächen des Gehäuses entlang, wodurch volumenveränderliche Arbeitskammern A und B gebildet und gegeneinander abgedichtet werden. Zur Durchführung des VerdichtungsVorganges sind in mindestens einem Seitenteil 3 ein Einlaßkanal 11 und im Mantel 1 ein Auslaßkanal 12 mit einem Druckventil 13 beliebiger Bauart vorgesehen, wobei der bzw. die Einlaßkanäle 11 von den· entlang den Ümfangskanten des Kolbens 6 angeordneten Dichtstreifen 9 und der Auslaßkanal 12 von den in den Kolbenecken angeordneten Dichtleisten 8 überschliffen und abgesteuert werden. Jede Arbeitskammer A und B führt bei Drehung des Kolbens 6 nacheinander sowohl einen Ansaug-, als auch einen Verdichtungs- mit Ausschubtakt aus, wobei sich bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Kolbens 6 die Arbeitskammer A am Beginn des Verdichtungstaktes und die Arbeitskammer B am Ende des Ausschubtaktes und kurz vor Beginn des Ansaugtaktes befinden.

Zur Leistungsregelung des Rotationskolbenverdichters sind im Seitenteil 3 in Drehrichtung des Kolbens 6 nach dem Einlaßkanal 11 Aussparungen 14 angeordnet, die wie der Einlaßkanal 11 von den entlang den Ümfangskanten des Kolbens 6 angeordneten axial beweglichen Dichtstreifen 9 überschliffen werden.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist jede Aussparung 14 im Seitenteil 3 durch einen Stopfen 15 verschließbar, der senkrecht zur Seitenwand 7 in einer sich an die Aussparung 14 anschließenden zylindrischen Bohrung 16 verschiebbar angeordnet ist. Der Stopfen 15 weist innerhalb der zylindrischen Bohrung 16 einen Bund 17 auf, der in einer Ringnut 18 einen mit der zylindrischen Bohrung 16 diohtend zusammenwirkenden Dichtring 19 trägt. Auf der einen - in der Zeichnung rechten - Seite des Bundes I7 stützt sich zwischen diesem und der ring- 909834/0424

förmigen Grundfläche 20 der zylindrischen Bohrung 16 eine Druckfeder 21 ab, welche bestrebt ist, den Stopfen 15 aus der Aussparung 14 zurückzuziehen und diese freizugeben. Während auf der anderen Seite des Bundes 17 die zylindrische Bohrung 16 von einem angedeuteten Deckel 22 verschlossen ist, in welchem eine mit dem Auslaßkanal 12 bzw. der Druckseite des Verdichters (in Fig. 1) verbundene Leitung 23 einmündet. In der Leitung 23 ist ein schematisch dargestelltes Regelorgan 27 angeordnet.

In der gezeigten Stellung wird der Stopfen 15 über die Leitung 23 bei geöffneten Regelorgen 27 von dem vom Verdichter geförderten, unter Druck stehendem Medium beaufschlagt, dessen Druck höher ist als die Spannkraft der Druckfeder 21, so daß der Stopfen 15 mit seiner Ringfläche 25 an die Grundfläche 20 gedrückt wird und mit seiner Stirnfläche 24 bündig mit der Seitenwand 7 abschließt. Die Stirnfläche 24 des Stopfens 15 wird daher ebenso wie die Seitenwand 7 von den im Kolben 6 angeordneten Dichtstreifen 9 überschliffen und das in die Arbeitskammer A gesaugte Medium wird somit voll verdichtet.

In Fig. 3 wurde die Beaufschlagung des Stopfens über die Leitung 23 durch eine entsprechende Stellung des Regelorgans 27 unterbrochen und daher der Stopfen 15 von der Druckfeder 21 in die zurückgezogene Stellung gedrückt. Dadurch wird die Aussparung 14 freigegeben, so daß zumindest ein Teil des in die Arbeitskammer gesaugten Mediums vor seiner Verdichtung in der angegebenen Pfeilrichtung über die Aussparung 14 und einem in Kolben 6 vorgesehenen Kohlraum 26 in den Bereich des Einlaßkanales 11 zurückströmen kann. Eine Verdichtung des Mediums, das um die zurückgeströmte Menge verringert wurde, setz-lT somit erst dann ein, wenn die Aussparung 14 von den Dichtstreifen 9 überschliffen worden ist. Diese Stellung des Stopfens 15, die sich auch bei Stillstand des Verdichters ergibt, ermöglicht wegen des Überblasens uid späteren Einsetzens "der Verdichtung aber auch eine Erleichterung beim Anlauf des Verdichters. Bei einem mit einem flussigkeitsgekuhlten Innenraum versehenen Kolben kann sich der

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Hohlraum 26, über den das Medium zurückströmen kann, lediglich bis an die strichpunktiert angegebene Seitenwand 6a erstrecken.

Bei mehreren im Seitenteil 3 angeordneten Aussparungen 14 kann die Beaufschlagung der Stopfen 15 derart geregelt sein, daß die Schließstellung gemeinsam oder hintereinander erreicht wird. Mehrere im Seitenteil 3 angeordnete Aussparungen 14 ermöglichen aber auch eine weitgehend stufenlose Regelung, die sich über einen derart ausgedehnten Bereich erstrecken kann, bis zu welchem bei Drehung des Kolbens 6 sowohl der Einlaßkanal 11 noch von den . seitlichen Dichtstreifen 9 eingehüllt alg auch die letzte der hintereinanderliegenden Aussparungen 14 abgesteuert ist.

17- 2. 1978
N/RLP, Co/tk

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Claims

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ.

Einrichtung zur Leistungsregelung bei einem Rotationskolben-Verdichter

Patentanspruch e

Einrichtung zur Leistungsregelung bei einem Rotationskolben-Verdichter mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel und zwei parallelen Seitenteilen zusammensetzt und Auslaß- und Seiteneinlaßkanäle aufweist, und mit einem auf dem Exzenter einer Exzenterwelle gelagerten Kolben, der beim Umlauf mit der inneren Mantelfläche volumenveränderliche Arbeitskammern begrenzt und mit seinen Umfangskanten bzw. mit entlang seiner Umfangskanten angeordneten Axialdichtungen einen in mindestens einem Seitenteil angeordneten Einlaßkanal übersteuert, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Seitenteil (3) in Drehrichtung des Kolbens (6) nach dem Einlaßkanal (11) mindestens eine durch einen zurückziehbaren in seiner Schließstellung mit der Seitenwand (7) bündigen Stopfen (15) verschließbare Aussparung (14) angeordnet ist, die bei zurückgezogenem Stopfen (15) beim Überschleifen durch die Kolbenumfangskanten bzw. die Axialdichtungen (9) eine im Verdichtungstakt befindliche Arbeitskammer (A) über einen im Kolben (6) vorgesehenen Hohlraum (26) mit dem Einlaßkanal (11) in Verbindung bringt.
2. Einrichtung zur Leistungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (15) in einer zylindrischen Bohrung (16) senkrecht zur Seitenwand (7) angeordnet ist und einerseits von einer Druckfeder (21) beaufschlagt in die zurückgezogene, die Aussparung (14) freigebende Stellung

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und andererseits von einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagt in die die Aussparung (14) verschließende Stellung bringbar ist.
3. Einrichtung zur Leistungsregelung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Bohrung (16) mit der Druckseite des Verdichters verbindbar ist.
4. Einrichtung zur Leistungsregelung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aussparungen (1''O in Drehrichtung des Kolbens (6) hintereinander angeordnet sind.

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